Question

7．有一根金屬電阻絲的電阻約為30Ω，現(xiàn)通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)測(cè)量該金屬材料的電阻率．
（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑，其示數(shù)如圖1所示，則該電阻絲直徑的測(cè)量值d=0.182mm．
（2）實(shí)驗(yàn)中能提供的器材有開(kāi)關(guān)，若干導(dǎo)線(xiàn)及下列器材：
A．電壓表V₁（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）
B．電壓表V₂（量程0～15V，內(nèi)阻約15kΩ）
C．電流表A₁（量程0～100mA，內(nèi)阻約5Ω）
D．電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（0～10kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（0～1kΩ）
G．電源E（電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻不計(jì)）
（1）為了便于調(diào)節(jié)電路并能較準(zhǔn)確地測(cè)出電阻絲的阻值，電壓表應(yīng)選A，電流表應(yīng)選C，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F．
（2）請(qǐng)將圖2中所示的實(shí)際測(cè)量電路補(bǔ)充完整．
（3）實(shí)驗(yàn)中電壓表和電流表的讀數(shù)分別為U和I，用刻度尺測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寫(xiě)出測(cè)量金屬絲電阻率的表達(dá)式：ρ=$\frac{πUa4a8hfx^{2}}{4IL}$（用含U、I、L、d的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較大的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法，然后連接實(shí)物電路圖．
（3）應(yīng)用歐姆定律與電阻定律求出電阻率的表達(dá)式．

解答 解：（1）電源電動(dòng)勢(shì)為4.5V，電壓表應(yīng)選擇A；電路最大電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{30Ω}$=0.1A=100mA，電流表應(yīng)選擇C，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇F
（2）待測(cè)電阻阻值約為30Ω，電壓表內(nèi)阻約為3kΩ，電流表內(nèi)阻約為5Ω，電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，電流表應(yīng)采用外接法，由于滑動(dòng)變阻器最大阻值小于待測(cè)電阻阻值，為測(cè)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器可以采用分壓接法，電路圖如圖所示：

（3）金屬絲電阻：R=$\frac{U}{I}$=ρ$\frac{L}{S}$=ρ$\frac{L}{π（\fracqhpw4iw{2}）^{2}}$，電阻率：ρ=$\frac{πUzzj4xz0^{2}}{4IL}$；
故答案為：（1）A；C；F（2）如圖所示；（3）$\frac{πUfgdqx0w^{2}}{4IL}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、連接實(shí)物電路圖、求電阻率的表達(dá)式，要掌握實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則，根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器與電流表的接法是連接實(shí)物電路圖的前提與關(guān)鍵．